TW211550B - Heliconic thruster system for a marine vessel - Google Patents
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Description
^1ίό50 Α6 經濟部中央標準局8工消费合作社印製 _Β6_ 五、發明説,(1 ) 本發明大致上係關於一種特別是用於慢速操作肮海船隻 之推力糸統,尤其是本發明闞於一種精巧之推力***’藉 一或多向噴水之能4效益w供船隻操作及/或推進° 小船之推力系統一般已知為用於肮海船隻之封閉四等分 操作中,此推力系統用以產生自船體一側排放之水流’造 成對船體之液壓反作用力以增_封閉四等分之操作°在傳 統方式中推力糸統包含一較大直徑之螺旋推進器*装於 船體中之對應較大横向開口或通道中,其中推進器可產生 依推進器旋縳方向朝船體一側之水流’此稱為随道式船體 操作,特別是進入或離開碼頭時*推進糸统佔去了船體内 很大之容積,甚者’大的開口用於船體内而在一乾場狀況 下,以容納大直徑流道之設立’结果’通道推力***對系 統大小及安裝費用有明顯之缺點。 近年來,已發展出變換及較精巧之推力系統,其中Μ高 容量水泵打水排放如高速噴過較小唄嘴者,係設於船體之 相對側,例如4056073、421 4544及4455960號美國專利案 者。這些推力糸統中,泵抽水經過船體内之向下打開之入 口,水自泵經一擴散器及方向控制之翼片傳送,以排過一 噴嘴,造成反作用力來協肋船隻操作,此型噴水推力系統 有利的是佔用船體内較少之空間,且安装上不需要於船體 内形成大的開口 *此外,其他方向之翼及/或排放噴嘴可 用以產生反作用力於艏艉方向供封閉四等分操作之船隻推 進用,或作為主櫬故陣時之輔驅動源。惟,哦水糸统之推 力產生容積由能量觀點親之較隧道式推力系統為不足。 ------------·---f--„------装-----丨訂----^ (請"閱^背面之溲4麥項再填寫本頁) 3 - 衣紙張尺度適用中國國家標準(CNS)甲4現格(210 X 297公笼) 2ϋό50
五、發明説_明(2 ) 緣是,顯然有必要對噴水式推力***予以改良•特別是 改良推力產生上效益,本發明可霣行此需求並提供其他相 闞優點。 發明槪述 依本發明所述,一種用於肮海船隻之改良推力系統,其 用於船體作及/或推進,推力***包含一高容量葉片 • Μ渦流方式將水泵入一维形或蝶旋形流室,由此產生螺 旋形流動型態,水流經由一或多個切線向排放管而自螺旋 形流室排出,自流室流到一有方向性之排放噴嘴;在較佳 型式中,一對排放管與排放哦嘴分別設於船體之左、右眩 ’且至少另有一排放管及向後之排故噴嘴作為船之推進用 ’閥件係設於各排放管内,以允許或防止水流入相闞之排 放噴嘴内。 泵係為抽取較高流量之水通過船體内之入口,且入口之 開口最好向下,泵送水至倒錐形及環狀螺旋流動室内之末 端,渦或嫘旋方式,排放管具有大致切線於螺旋形流 室之上游端開口,與流室排出之水流同線方向。排放噴嘴 f::itlaJ-;-v,而 >/;1'&pJfi再塌寫本頁) 裝- -va, .線 經濟部中央標準局員工消費合作社印¾ 向佳横螺反前 Μ較向自動有 用.,反向推在 ,力及方進端 内推出艉前终 糖或伸朝生其 船力室以產 , 於用流管以伸 設作形放嘴延 地反旋排唄向 性之螺三放方 向體自第排艏 方船線 一之朝 有進直,後做 , 推Μ眩朝可 端或管右為管 游作放、端放 下操排左終排 之供對之,四 管生一體出第 放產,船伸 一 排而中於室 , 各水例嘴流力 於排施唄形用 設外實指旋作 本紙張尺度適用中國國_家標準(CNS)甲4規格(210 X 297公釐) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 211ό5〇 Α〇
Bti 五、發明説明(3 ) 開口之排於噴嘴,K產生後推力。 各排放管内設有一閥件,最好在接近螺旋形流室處,閥 件分別由控制單元移動於開-關位置之間,Μ允許或防止 水流過相闞之排放管;在開的位置時,各閥件構成之横翼 與水流切線方向同軸延伸,以滅少漩流。控制單元用Μ保 持至少有一閥件在開的位置,在泵操作時,造成一反作用 或推力· 船體選定方向作為船體操作及/或推進用。 在某些操作狀況中,控制單元打開一對閥件以允許水流以 相反方向排放,造成船體之零淨推力。 本發明之其他特性與優點可藉由以下詳细說明及相闞圖 式,以舉例說明本發明伢歧而令習於此技者易於瞭解。 圖式簡單說明 相關圖式用以揭示本發明,圖中: 圖1係以示意方式揭示一肮海船隻船體一部分之立體分 解圖,船體具有一S施本發明新穎特性之螺旋形推力糸统 〇 圖2係圖1推力系統之右舷分解側視画。 圖3係改良推力系統之垂直截面分解放大圖。 圖4係沿圖3之4-4線所取之水平截面圖。 圖5係相似於圖1之立體分解圖,揭示一控制單元及相 闢之閥裝置,用以調節水流通過推力系統。 圖6係相似於圖5之立體分解圖,揭示本發明之另一較 佳型式。 圖7係一側視放大分解圖,揭示本發明之又一較佳型式 -5- 本紙張尺度適用中國g家標準(CNS)甲4规恪(210 X 297公釐) --------l·---Ϊ-----------裝-------玎---- ('-'''t^'''"!:而之注si,r!再塡寫本頁) 五、發明說明( Α6 Β6 圖8係沿圈7之8-8線所取之水平截面圖。 較佳霣施例詳佃說明 如舉例之圖式所示•一改良之推力糸統於圖1大致Μ 10表示之,其備有一肮海船隻12之封閉四等分操作或驅動 推進,使水流自船體14依選定方向噴放;推力系統10包含 一泵16,以高流量供水至一螺旋形或揉旋形流室18,並通 過一或多倕切線方向之排放管,圈1 ,2中有三個排放管 20 > 22 > 24 〇 特別是推力系統10設計上可易於裝入船體14之適當位置 *例如圈1中近艏端•另外,推力系統可位於近船之艉處 ,或任何其他方便位置,系铳包含一殻體26*其具有一構 成開故入口 28供水於泵操作時流入之底端,泵葉30 (如圖 3 )設於殻體26之底部區,距入口 28有一小段距離。所示 之較佳泵葉30包含一環形排列之混合軸與離心式流動且設 於一毅34上之絜S 32,其依序載設於驅動軸36之底端,画 3揭示騸動軸36垂直、伸過殻體26·旋轉時由遘當之袖承 38支持,並以驅動軸36之頂端接於一適當安裝於上之驅動 馬達42输出軸40。 葉片30操作時抽取高流量水流進入般體26*纆過入口 28,此水流由絜片傳送至般艄26之頂部區,其中此頂部® 形狀構成螺旋形流室18; Η3揭示殻體26形狀其包含一由 圓錐形底件構成之外壁,底件自泵葉30Κ徑向向上方向膨 脹至一頂部之同袖向茼形件•圓錐形與简形件圃於一中C定 甲 4(210Χ 297公发) (請先聞讀背面之注意事項再填寫本页) .装· *打· ·" 211〇50 Λ (5 Bt; 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明(5 ) 位之流動形成壁44外*其依於殼體26之一上壁46,流動形 成壁44具有一截頭之圓维形截面,由接近葉片30之底端漸 次膨脹。螺旋形流室18由圖維形與茼形殼件之流動形成壁 44與外壁間之環形空間構成。 操作時,葉片30以向上方向傳送高流量水流至螺旋形流 室18*帶有漩渦或螺旋狀流動,此螺旋形水流向上膨脹通 過室18Μ1Τ^、之背壓及/或流動損失。一螺旋翼4 5設於流 室之圓錐形底件内,Μ滅少或防止再循環流動,排放管2 0 、22、24有上游端接於殻體26之上圓茼件,其大致對齊於 内部渦流之切線方向;穩定翼48 (圖3 ,4)設於流動室 18内Κ自殼體頂壁46向下延伸,其中穩定翼48 (圖3 ,4 )具有拱形,Κ導引渦流流於流動室周側|如圖5所示, 穗定翼之拱形長度可選定Κ避免干涉到流向排放管之切線 水流。 所示之三個排放管20、22、24各具有一閥件50設於其内 ,用Μ容許或防止的水流自螺旋形流室18,尤其如圖5中 之一較佳形式所示,各閥件50包含一對以正確角度交叉相 接且由袖銷52安装之圓形翼,可旋轉移動於開、閉位置之 間。在打開位置時|請參閱排放管20,翼片朝向延伸於一 同袖於排放管縱向袖線之平面,因此,在打開位置中閥件 50之翼片對排放水流呈X形輪廊,用以減少或縮小排放管 内渦流所生之能量損失;此外,當泵16不操作時,翼片構 成之X輪廊功能為防止碎物回流進入流室18。 反之,當閥件50在藺閉位置時,其中一圓形翼旋轉至横 (-"問-:..-!:而之:;1"1;卜)?!再塡:£?本頁) —裝 *-° -線. -7- 本紙張度適用中國國_家標準(CIS—S)甲4規格(210 X》97公簦) Λ(; Bf; 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説_明(6 ) 向伸過相闞排放管之位置,如圖5中之排放管2 2,2 4,闞 閉位置中,閥件防止水流通過排放管,基於此,所有閥件 50皆需安装於其相關排放管内近螺旋形流室18處之位置, 以利縮小任何在閥件上游側之滯流及/或擾流或流損。 設於排放管内之閥件50分別作動Μ令來自螺旋形流室18 之切線排放水流通過至少一排放管,在只要泵16操作時。 圖5揭示-erii —姐之相翮於三個閥件50之氣壓.作動單元54 ,作動單元54包含經曲柄桿58接於閥件袖銷52之可伸長活 塞56,用Μ依經壓力線62由控制單元60收到之流體壓力訊 號而變更開、閉位置間之閥件,作動單元54由控制單元60 所控制,以確使至少一閥件50在泵操作期間為打開,以防 泵過載及/或造成泵損壊,如供作參考之44559 60號美國 專利案,惟對習於此技者應可瞭解的是,其他作動装置與 機構亦可用以控制若干閥件50之位置。 參閱圖1 ,2,5 ,所示之排放管20、22由流動室18分 別以直線狀伸向船體1 4之左、右舷,這些排放管2 0、2 2终 端在船體中之一收縮狀排放噴嘴64,其供高逮水流噴遇, 而自船體排出,最好是在船隻之正常水線以下之位置。藉 手動一控制開關或桿66 (圖5)以適當調整控制單元60, 可操作排放管20,22內之閥件50容許高速水流自船隻之左 及/或右舷噴出,此噴放水流造成左或右舷方向之反作用 力,Μ抵抗船隻搡作;另者,控制單元可設計以打開閥件 50及其相連之排放管20,22*造成船體在分出相反方向之 高速噴流。 r;:iit閲-:.TW'而 >/ :t-'-pJ?!再塡寫本頁) 本紙張尺度適用中國®家標準(CNS)甲4规格(210 X 297公釐) 咖 A(i __B(5_ 五、發明説明(7 ) (-先"-背而之注汔#項冉塡寫本頁) 圖1 ,2 ,5中之第三排放管24自流動室18以朝艉方向 伸向船隻之艉部,此排放管24終端在一對艉部之收縮狀排 放噴嘴64', 用Μ向後噴放水流,造成一向前之反作用力 ,可在封閉四等分操作中推進船隻,或成為主機故障時之 變換船隻驅動源。圃式之排放管24包含一下彎角件24’ · 其终端在較低檝圓形之排放噴嘴64’*其置於船體14之底 側。 圖6揭示本發明之變換形式,其中相同於圖卜5中之組 件係Κ相同號碼表示之,圖6之實腌例中,一第四涸切線 方向之排放管68接至螺旋形流室18·以自此前伸向船艏; 一閥件50及相關之作動装置可用以容許或防止水流過第四 排放管68,此等终端在一朝前之排放噴嘴(圖中未示), 用Μ產生一船隻後推力之反作用力。因此’圖6之實施例 中,排放管内閥件之適當搡作可令封閉四等分船體操作於 前後左右方向或任何姐合者。 經濟部中央標準局爵工消費合作社印製 圖7 ,8揭示本發明之另一修正形式,其中一副葉70設 於驅動轴36延伸段36’上在主葉30下方之位置,此副葉70 包含若干輻射狀向外伸出之翼74,各以某角度形式或掃過 Μ抽水通過入口 28,在泵16搡作時。近於入口 28處之副葉 70可改菩整體泵流性能•其產生第二次離心流動於絜Η70 之周側,有利於將浮起之碎物掃離入口 28° 本發明之改良推力糸統10纆發現可產生能量效率之推進 力,可共用於習知技術之俗稱陲道式推力***中’但較通 用於小型糸統而有簡便及易安裝之比較性,更有甚者,本 本紙張尺度適用中國a家標準(CNS)甲4規格(210 X 297公釐)
Afi B6 2ϋό 五、發明説B月(8 ) 發明有多用途之操作可產生側推力及/或前-後推力以操 作船隻,且各排放噴嘴朝向需產生推力之方向以作最大操 作效益。 針對本發明推力糸統10之其他修正及改進對習於此技人 士而言應不難達成,據此,前述說明,圖式並不足限制本 發明,除了申請專利範圍中所載述者外。 (請先閲*;:,货而之注念事項再塡寫本頁) 經濟部中央標準局S工消費合作社印製 -10- 本紙張尺度適用中國a家標準(CNS)甲4規格(210 X 297公釐)
Claims (1)
- A7 B7 C7 D7 六、申請奉利範圍 1 . 一種用於肮海船隻之推力系統,包含: 殼體装置,用以將水抽過肮海船隻船體内之一入口, 並Μ漩渦方式將水送動螺旋形流室; 至少一排放管,具有一上游端接至殼體裝置,且自螺 旋形流室作切線方向延伸· Μ自流室切線排放水流;及 噴嘴装置*設於至少一排放管之下游端,可將高速喷 水流'船體向外排出,藉Μ產生對船體操.作之反作用力 -----------,--------------^-------玎---;——g (請先閱讀背西之注-事項再塡寫本頁) 經濟部中央搮準局8工消费合作社印紫 2. 根據申 一具之 動|以 3 . 根據申 開位置 4. 根據申 具有一 到達流 5. 根據申 螺旋形 6 . 根據申 之末端 7. 根據申 一混合 8. 根據申 旋形流 請專利範圍第1項之推力 排放管而設之閥件,且其 分別允許及防止水流過排 請專利範圍第2項之推力 為X形之輪廊,Μ減低渦 請專利範圍第1項之推力 構成流室入口之末端,杲 室。 謫專利範圍第4項之推力 流室内之螺旋翼,可防止 請專利範圍第4項之推力 位於流室之底端·泵裝置 請專利範圍第1項之推力 之離心式與袖流式泵。 請專利範圍第1項之推力 室内之穩定翼。 11- 糸统,其更包含沿至少 可於開與閥之位置間移 放管。 糸統,其中閥件具有於 流流過排放管。 ***,其中螺旋形流室 裝置即傳送水經此入口 糸統,其更包含一設於 其内之水流再循環。 糸統,其中螺旋形流室 則在螺旋形流室下方。 糸統,其中泵装置包含 糸统,其更包含設於螺 本紙張又度適用中國國家標準(CNS)甲4規格(210 X 297公釐〉 A7 B7 D7 六、申請奉利範圍 9 . 根據申請專利範圍第1項之推力糸統•其中殻體裝置包 含一大致設於中央之流動形成壁*而螺旋形流室具有一 概呈環形之截面。 1 0 .根據申請專利範圍第1項之推力系統,其中至少一具之 排放管包含一對Μ相反方向自螺旋形流室伸出之排放管 〇 u.根據請專利範圍第1 〇項之推力糸统,其中該對排放管 以直線分別自螺旋形流室伸向船體之左及右眩。 12. 根據申請專利範圍第10項之推力***|其更包含一第三 排放管* Μ—大致相翮於船艉方向自螺旋形流室伸出, 第三排放管於下游具有一排放噴嘴,以排放高速水流於 船體之艉方向。 13. 根據申請專利範圍第11項之推力糸統,其中排放噴嘴緊 靠置於船體底側。 14. 根據申請專利範圍第12項之推力***,其更包含一 Κ朝 向船首方向自螺旋形流室伸出之第四排放管,第四排放 管具有一排放唄嘴於其下游處,且以向船前方向排放高 速水流。 1 5 .根據申請專利範画第1 0項之推力糸統•其更包含沿各排 放管而設之閥裝置,用Κ在開與闞位置之間移動,Μ分 別對水流開、關排放管*另有控制裝置以選擇開與闞該 閥裝置。 16.根據申請專利範圍第7項之推力糸統,其更包含一與泵 装置同時旋轉之副葉 > 其設於入口處•副葉於其周測產 本紙張又度適用中國國家標準(CNS)甲4规格m〇 X 297公釐) ------II-----------------裝------,玎---- (請先閱讀背西之注念事項再塡寫本頁) 娌濟部中央標準局貝工消费合作社印製 ®濟部中央標準局R工消費合作社印κ A7 2 i 1 ό 〇 0 C7 __D7 六、申請專利範圍 生離心動作Μ自入口移除漂浮之碎物。 17. —種用於肮海船隻之推力***,包含: 設體裝置,具有一構成人口之底端,供水經過肮海船 隻之船體向上流入·殼體装置更有一外壁,其具有一徑 向向上膨脹之底圓錐件•並接於一頂筒形件,一頂壁封 閉殼體裝置之頂端,殻體裝置内部中央備有一流動形成 壁,结合外壁而構成一螺旋形流室; 泵裝置,將水經人口而送到螺旋形流室,泵裝置包含 一設於殻體装置内近入口之泵葉及旋轉葉片以漩渦方式 送水至流室之裝置; 若干排水管,各於上游端接於筒形件,且自螺旋形流 室作切線向延伸,κ自流室作切線向水流排放; 噴嘴裝置,設於各噴嘴下游端,可自船體向外排放高 速水流,藉此產生供船體操作之反作用力;及 閥裝置,沿各排放管設置,可移動於開與關位置之間 ,分別對水流開、關排放管。 18. 根據申請專利範圍第17項之之推力糸統,其更包含一設 於殼體裝置底錐形件内之螺旋翼*用以防止其内部水流 作再循環。 19. 根據申請專利範圍第17項之推力糸統,其中若干排放管 包含一對Μ相反方向自螺旋形流室伸出之排放管。 20. 根據申請專利範圍第19項之推力糸統,其中該對排放管 Μ直線自螺旋形流室伸向船體之左、右船側。 21. 根據申請專利範圃第19項之推力糸統,其更包含一向艉 -1 3- 本紙張尺度適用中國國衾標準(CNS)甲4规格(210 X 297公釐) -------------,---------.------裝——^----、玎----<4 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) A7 B7 211550 C7 六、申請專_利範圍 方向伸出之第三排放管,其具有一排放管嗔嘴於下游端 ,以向艉方向排放高速水流。 22. —棰液體泵***,包含: 形成一螺旋形流室之裝置; 泵裝置,Μ漩渦方式傳送液體至螺旋形流室;及 至少一排放管,自螺旋形流室作切線向伸出,Μ利自 流室1線排放液體流。 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 經濟部中央標準局β:工消费合作社印製 -14- 本紙張尺度適用中Η國家櫺準(CNS)甲4规格(210 X 297公釐)
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